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石墨烯材料在水处理领域的技术应用现状及趋势

来源:新能源网
时间:2017-07-07 11:32:15
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石墨烯材料在水处理领域的技术应用现状及趋势作为目前发现的最薄、强度最大、导电导热性能最强的一种新型纳米材料,石墨烯被称为“黑金”、“新材料之王”。科学家甚至预言石墨烯将“彻底改变2

作为目前发现的最薄、强度最大、导电导热性能最强的一种新型纳米材料,石墨烯被称为“黑金”、“新材料之王”。科学家甚至预言石墨烯将“彻底改变21世纪”,极有可能掀起一场席卷全球的颠覆性新技术新产业革命。环保科研人员也兴趣盎然,在这种单原子薄膜上“精工细作”,他们相信,石墨烯在洁水去污、净化环境等方面,蕴含着巨大的潜力。

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石墨烯(Graphene)

是一种由碳原子以sp2杂化轨道组成六边形呈蜂巢晶格的平面薄膜,只有一个碳原子厚度的二维材料。想象一下,每一个碳原子,与周围三个邻居以共价键连接,一层碳原子就这样构成了一个由无数个六边形组成的二维网状结构。此时,小编建议您回想一下足球球门六边形球网的样子。

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海姆与诺沃肖洛夫赠送给瑞典诺贝尔博物馆的石墨、石墨烯电晶体与“签名款”胶带

石墨烯一直被认为是假设性的结构,无法单独稳定存在,直至2004年,英国曼彻斯特大学物理学家安德烈·海姆和康斯坦丁·诺沃肖洛夫,成功地在实验室从石墨中分离出石墨烯,从而证实它可以单独存在,两人也因此共同分享了2010年诺贝尔物理学奖。

说到这一分离过程,小编不得不惊叹:某些伟大的创造和发现,是极富灵动的头脑 + 奇妙想象和实践的过程。海姆和团队成员偶然地发现,将石墨片放置在塑料胶带中,折叠胶带粘住石墨薄片的两侧,撕开胶带,薄片也随之一分为二。不断重复这一过程,就可以得到越来越薄的石墨薄片,其中由一层碳原子构成就是石墨烯,因此被媒体称为“胶带撕出的诺贝尔奖”。

“能屈能伸”的石墨烯

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石墨烯由单层原子构成的。碳原子之间相互连接成六角网格。这种结构,就使得石墨烯弯曲灵活,变幻无穷。铅笔里用的石墨就相当于一层一层的石墨烯叠在一起,而富勒烯(足球烯、C60)可以看成是石墨烯按一定方式被团成了一个球,碳纳米管则是石墨烯卷成了筒状。这就好比被擀好的面皮儿,可以做成千层饼、麻团儿和卷饼。

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